Přednáška
1. Úvod do výpočetní materiálové vědy. Současné výzvy a trend výpočetní chemie. Prediktivní síla výpočetních metod. “Něco z domu”.
2. Nanomateriály. Struktura, vlastnosti, užití. Grafen a jeho deriváty a další.
3. Přehled metod 1 – Hartree-Fock, Post-Hartree-Fock, Multi-referenční metody, Semiempirické metody.
4. Přehled metod 2 – Density Functional Theory (DFT). Monte Carlo.
5. Strukturní vlastnosti materiálů. Geometrická struktura a energetika, hledání stacionárních bodů na nadploše potenciální energie, metody optimalizace.
6. Elektronická struktura materiálů. Fermiho hladina, izolanty, polovodiče, kovy. Náboje.
7. Magnetické vlastnosti materiálů. FM/AFM, Curieho teplota.
8. Katalýza. Jednoatomová katalýza.
9. Periodické okrajové podmínky, Blochův teorém, pseudopotenciály, báze, implementace - přehled software, ab-initio molekulární dynamika.
10. Molekulová mechanika a dynamika.
11. Design nových materiálů.
12. Reálné projekty.
13. Zápočtový test.
Praktická část
1-2. Seznámení se s vybranými softwary (Gaussian, VASP, Avogadro, VESTA, …). Konečné modely vs. nekonečné modely s periodickými okrajovými podmínkami. Návrh vhodného modelu, výběr metod.
3-4. Strukturní vlastnosti (nano)materiálů. Optimalizace struktur, výpočet celkové energie. Přesnost výsledků, konvergenční testy.
5-6. Elektronické vlastnosti (nano)materiálů. NBO analýza. Hustota stavů, pásová struktura, spinová hustota.
7-8. Magnetické vlastnosti (nano)materiálů. Curieho teplota, magnetická anizotropní energie.
9-10. Katalýza. Počítání energetických bariér.
11-12. Design nových materiálů. Reálné projekty.
13. Hodnocení projektu.
1. Úvod do výpočetní materiálové vědy. Současné výzvy a trend výpočetní chemie. Prediktivní síla výpočetních metod. “Něco z domu”.
2. Nanomateriály. Struktura, vlastnosti, užití. Grafen a jeho deriváty a další.
3. Přehled metod 1 – Hartree-Fock, Post-Hartree-Fock, Multi-referenční metody, Semiempirické metody.
4. Přehled metod 2 – Density Functional Theory (DFT). Monte Carlo.
5. Strukturní vlastnosti materiálů. Geometrická struktura a energetika, hledání stacionárních bodů na nadploše potenciální energie, metody optimalizace.
6. Elektronická struktura materiálů. Fermiho hladina, izolanty, polovodiče, kovy. Náboje.
7. Magnetické vlastnosti materiálů. FM/AFM, Curieho teplota.
8. Katalýza. Jednoatomová katalýza.
9. Periodické okrajové podmínky, Blochův teorém, pseudopotenciály, báze, implementace - přehled software, ab-initio molekulární dynamika.
10. Molekulová mechanika a dynamika.
11. Design nových materiálů.
12. Reálné projekty.
13. Zápočtový test.
Praktická část
1-2. Seznámení se s vybranými softwary (Gaussian, VASP, Avogadro, VESTA, …). Konečné modely vs. nekonečné modely s periodickými okrajovými podmínkami. Návrh vhodného modelu, výběr metod.
3-4. Strukturní vlastnosti (nano)materiálů. Optimalizace struktur, výpočet celkové energie. Přesnost výsledků, konvergenční testy.
5-6. Elektronické vlastnosti (nano)materiálů. NBO analýza. Hustota stavů, pásová struktura, spinová hustota.
7-8. Magnetické vlastnosti (nano)materiálů. Curieho teplota, magnetická anizotropní energie.
9-10. Katalýza. Počítání energetických bariér.
11-12. Design nových materiálů. Reálné projekty.
13. Hodnocení projektu.